[發(fā)明專利]一種Ti3SnC2陶瓷粉末的制備方法及其制得的陶瓷粉末在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710022780.3 | 申請日： | 2017-01-12 |
| 公開（公告）號： | CN106699184A | 公開（公告）日： | 2017-05-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 許劍光;姚為;顧大國;羅駒華 | 申請（專利權(quán)）人： | 鹽城工學(xué)院 |
| 主分類號： | C04B35/56 | 分類號： | C04B35/56;C04B35/626 |
| 代理公司： | 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371 | 代理人： | 孫海杰 |
| 地址： | 224000 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 ti3snc2 陶瓷 粉末 制備 方法 及其 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及陶瓷材料領(lǐng)域，且特別涉及一種Ti3SnC2陶瓷粉末的制備方法及其制得的陶瓷粉末。
背景技術(shù)
美國德雷塞爾大學(xué)的Barsoum教授在2000年時提出“MAX相”這一概念，MAX相是Mn+1AXn相(n＝1,2or3)的縮寫。其中M代表一類早期過渡金屬元素，A代表一些第三或第四主族元素，X是C或N。由于這類MAX化合物具有特殊的立方層狀結(jié)構(gòu)，M6X層和A層交替排列，使其兼具陶瓷和金屬的優(yōu)良性能，如低密度、高熔點、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、高彈性模量、高斷裂韌性、耐氧化、耐熱震、易加工且有良好的自潤滑性。在高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電刷和電極材料、可加工陶瓷材料、自潤滑材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。因此其自被發(fā)現(xiàn)后就受到國內(nèi)外研究者的廣泛重視。
在MAX相陶瓷材料中，Ti3SiC2的研究最為廣泛,Ti3AlC2、Cr2AlC、Ti2AlC目前已有較多的報導(dǎo)和應(yīng)用，但Ti3SnC2卻極少涉及。而Ti3SnC2除具有MAX相陶瓷材料的共同特性外，Ti3SnC2還具有較為特殊的性能。一般的MAX相的硬度范圍為1.4-8GPa，且硬度具有各項異性，而Ti3SnC2的硬度約為9.3GPa，大于絕大多數(shù)的MAX相陶瓷。此外Ti3SnC2還具有較低的剪切模量/體積模量比，具有良好的斷裂韌性和疲勞強度。
現(xiàn)有技術(shù)中，Sylvan Dubois等(J Am Ceram Soc 90卷2642-2644頁)利用熱等靜壓技術(shù)在1315℃下制備了Ti3SnC2。但是，該技術(shù)需要在高溫高壓條件下進行，其對設(shè)備要求高，工藝復(fù)雜，且產(chǎn)物中還含有大量的TiC和Ti2SnC等雜質(zhì)。而傳統(tǒng)的無壓燒結(jié)也需要將原料先進行合金化，由于合金化過程中形成多種晶相結(jié)構(gòu)，使燒結(jié)產(chǎn)物中含有大量的雜質(zhì)相。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種Ti3SnC2陶瓷粉末的制備方法，該方法于常壓下進行，工藝簡單，能耗低，反應(yīng)迅速，且制得的產(chǎn)品純度高、活性好，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述制備方法制得的陶瓷粉末，其加工方便、易于燒結(jié)，且純度高、活性高，導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能優(yōu)良。
本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：
一種Ti3SnC2陶瓷粉末的制備方法，包括：
將原料混勻后以400-800r/min的轉(zhuǎn)速第一次球磨2.5-3.5h，得球磨活化粉體；將球磨活化粉體進行自蔓延反應(yīng)得塊狀產(chǎn)物；將塊狀產(chǎn)物以250-350r/min的轉(zhuǎn)速第二次球磨2.5-3.5h。
原料按重量份數(shù)計包括2.95-3.05份的Ti粉、0.6-1份的Sn粉、0.2-0.6份的Al粉以及1.95-2.05份的C粉。
一種Ti3SnC2陶瓷粉末，其根據(jù)上述的Ti3SnC2陶瓷粉末的制備方法制得。
本發(fā)明實施例的有益效果是：
本發(fā)明提供的Ti3SnC2陶瓷粉末的制備方法，該方法于常壓下進行自蔓延反應(yīng)，其通過自身反應(yīng)放熱維持反應(yīng)的進行，能耗低，工藝簡單，反應(yīng)迅速。將原料經(jīng)過高速球磨活化，一方面能夠使原料的粒徑減小使其獲得納米尺度，增強反應(yīng)物的活性；另一方面，能夠除去原料表面的鈍化膜，誘發(fā)位錯、空位等結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致晶格畸變，增加內(nèi)能和表面能，進而改變反應(yīng)活性，促進自蔓延高溫合成反應(yīng)。原料中加入Al粉用于固定晶格、細(xì)化晶粒，并取代部分Sn粉形成固溶體，能夠提高制得產(chǎn)品的活性，降低燒結(jié)活化能；利用自蔓延反應(yīng)過程中較大的熱梯度和冷凝速度，改善Al熔體對C的浸潤性，提高反應(yīng)物的純度，利于MAX相的形成。
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